CN114448078A - 电源控制*** - Google Patents

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CN114448078A CN202111286627.4A CN202111286627A CN114448078A CN 114448078 A CN114448078 A CN 114448078A CN 202111286627 A CN202111286627 A CN 202111286627A CN 114448078 A CN114448078 A CN 114448078A
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Abstract

一种电源控制***控制冗余电源***，该冗余电源***包括并联连接到电源单元的第一电源***和第二电源***。第一电源***包括第一电源和第一***。第二电源***包括第二电源和第二***。电源控制***包括：第一开关，其是设置在电源单元和第一电源之间的MOSFET；第二开关，其是设置在电源单元和第二电源之间的MOSFET；接线，其被配置为供应从第一电源到第二***的暗电流；常开型的第一继电器，其设置在接线上；以及常关型的第二继电器，其设置在第二电源和第二开关之间。

Description

电源控制***
技术领域
本发明涉及一种电源控制***。
背景技术
已知一种冗余电源***，其中向第一运动***和负载供电的第一电源***和向第二运动***供电的第二电源***经由第一DC/DC转换器和第二DC/DC转换器连接到电源单元(例如，参见专利文献1)。
专利文献1：JP-A-2020-24182
在专利文献1中描述的冗余电源***中，由于为多个电源***提供了DC/DC转换器，所以整个***的尺寸和重量都增加了。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种电源控制***，其能够减小冗余电源***的尺寸和重量，并且能够确保多个电源的冗余。
本公开的非限制性实施例的方面涉及提供配置为控制冗余电源***的电源控制***，该冗余电源***包括并联连接到电源单元的第一电源***和第二电源***，第一电源***包括第一电源和从第一电源向其供电的第一***，该第二电源***包括第二电源和从第二电源向其供电的第二***，该电源控制***包括：第一开关，其是设置在电源单元和第一电源之间的MOSFET；第二开关，其是设置在电源单元和第二电源之间的MOSFET；接线，其配置为供应从第一电源流动到第二***的暗电流；设置在接线上的常开型的第一继电器；以及设置在第二电源和第二开关之间的常关型的第二继电器。
根据本发明，可以减小冗余电源***的尺寸和重量，并确保多个电源的冗余。
附图说明
图1是示出包括根据本发明实施例的电源控制***的车载冗余电源***的图。
图2是示出图1所示的电源控制***的处理的时序图。
图3是示出图1所示的电源控制***的功能的图。
图4是示出图1所示的电源控制***的功能的图。
图5是示出图1所示的电源控制***的功能的图。
图6是示出包括根据本发明另一实施例的电源控制***的车载冗余电源***的图。
图7是示出包括根据本发明另一实施例的电源控制***的车载冗余电源***的图。
图8是示出图7所示的电源控制***的处理的时序图。
图9是示出图7所示的电源控制***的功能的图。
图10是示出图7所示的电源控制***的功能的图。
图11是示出图7所示的电源控制***的功能的图。
具体实施方式
在下文中，将根据优选实施例描述本发明。本发明不限于下面描述的实施例，并且在不脱离本发明的主旨的情况下，可以适当地修改下面描述的实施例。此外，在下面描述的实施例中，尽管省略了部分配置的图示和描述，但是不用说，已知或众所周知的技术在与下面描述的内容不发生矛盾的范围内被适当地应用于省略的技术的细节。
图1是示出包括根据本发明实施例的电源控制***10的车载冗余电源***1的图。如图1所示，冗余电源***1包括第一电源***1A、第二电源***1B、电源单元4和电源控制***10。
第一电源***1A包括第一电池2、第一运动***7和负载L。第二电源***1B包括第二电池3和第二运动***8。第一电池2是额定电压为12V的铅酸电池(铅蓄电池)。第二电池3是额定电压为12V的铅酸电池或具有类似于铅酸电池的充电和放电特性的其他二次电池。其他二次电池的例子可以包括其中十个镍金属氢化物电池串联连接的组合电池、其中四个磷酸铁型锂离子电池串联连接的组合电池、以及其中五个钛酸锂电池串联连接的组合电池。第一电池2和第二电池3的负极端子经由接地电缆EC连接到车身接地。当第二电池3是组合电池时，优选适当地执行用于校正电池单元之间充电状态变化的变化校正。
第一运动***7包括与车辆的行为(行驶、转弯、制动等)相关的车载设备。车载设备包括转向、制动器、自动驾驶辅助设备等。负载L包括与车辆行为无关的车载设备。车载设备包括头灯、雨刷等。第一运动***7和负载L通过第一接线H1和第六接线H6连接到第一电池2的正极端子。
第二运动***8冗余地包括与类似于第一运动***7的车辆行为相关的车载设备。第二运动***8通过第二接线H2和第七接线H7连接到第二电池3的正极端子。
电源单元4包括电力输出单元5和DC/DC转换器6。电力输出单元5包括例如48V等的高压(HV)电源和发电机，并且向DC/DC转换器6输出高压电力。DC/DC转换器6使从电力输出单元5输出的高压电力降压，并将降压的高压电力输出到电源控制***10。
电源控制***10包括第一开关11、第二开关12、第三开关13、第一继电器14、第二继电器15、保护器16和控制设备20。第一开关11连接到第一接线H1的起始端。第二开关12连接到第二接线H2的起始端。
第一开关11和第二开关12是N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。第一接线H1的起始端连接到第一开关11的漏极D，第二接线H2的起始端连接到第二开关12的漏极D。第一开关11的源极S和第二开关12的源极S通过第三接线H3彼此连接。
第三开关13是N沟道MOSFET。第三开关13的源极S通过第四接线H4连接到第三接线H3的连接点P1。也就是说，第三开关13的源极S连接到第一开关11和第二开关12的源极S。
第三开关13的漏极D通过第五接线H5连接到DC/DC转换器6的输出端子。即，第一电池2、第一运动***7和负载L经由第一开关11和第三开关13连接到DC/DC转换器6的输出端子。此外，第二电池3和第二运动***8经由第二开关12和第三开关13连接到DC/DC转换器6的输出端子。
第一电池2的正极端子通过第六接线H6连接到第一接线H1的连接点P2。此外，第二电池3的正极端子通过第七接线H7连接到第二接线H2的连接点P3。第二继电器15设置在第七接线H7中。第二继电器15是常关型继电器，并且在车辆点火关断时关断，并且在车辆点火接通时接通。
第一继电器14和第二继电器15的示例可以包括机械继电器和半导体继电器，例如所示的MOSFET。当第二继电器15是半导体继电器时，第二继电器15可以设置在连接第二电池3的负极端子和车身接地的接地电缆EC中。
第一接线H1和第二接线H2通过第八接线H8连接。第一接线H1和第八接线H8之间的连接点P4设置在第一接线H1中第一运动***7的连接点P5和第一电池2的连接点P2之间。此外，第二接线H2和第八接线H8之间的连接点P6设置在第二接线H2中第二运动***8的连接点P7和第二电池3的连接点P3之间。
第一继电器14和保护器16设置在第八接线H8中。第一继电器14是常开型继电器，并且在车辆点火关断时接通，并且在车辆点火接通时关断。这里，提供第八接线H8是为了在车辆点火关断时供应从第一电池2流动到第二运动***8的暗电流。此外，保护器16设置在第一继电器14和连接点P4之间以保护第一继电器14，并且切断超过正常值的暗电流。保护器16可以设置在第一继电器14和连接点P6之间。
当车辆的点火接通时，第一至第三开关11至13接通，第一继电器14关断，第二继电器15接通，从而从电源单元4或第一电池2向第一运动***7和负载L供电，并且从电源单元4或第二电池3向第二运动***8供电。另一方面，当车辆的点火关断时，第一至第三开关11至13关断，第一继电器14接通，第二继电器15关断，从而从第一电池2向第一运动***7、负载L和第二运动***8供电。
作为N沟道MOSFET的第一开关11、第二开关12和第三开关13在关断状态下切断从漏极D流向源极S的电流。处于关断状态的第一开关11切断从第一电池2侧流动的电流。此外，处于关断状态的第二开关12切断从第二电池3侧流动的电流。此外，处于关断状态的第三开关13切断从电源单元4侧流动的电流。
这里，当从驱动器(未示出)施加栅极电压时，第一开关11、第二开关12和第三开关13处于接通状态，并且电流从漏极D流向源极s。此外，即使在没有从驱动器施加栅极电压的状态下，第一开关11、第二开关12和第三开关13处于接通状态，其中当源极S侧的电压高于漏极D侧的电压时，电流从源极S流到漏极D。另一方面，当栅极电压没有从驱动器施加并且漏极D侧的电压高于源极S侧的电压时，第一开关11、第二开关12和第三开关13处于关断状态，其中从源极S到漏极D的电流被切断。在下面的描述中，第一开关11、第二开关12和第三开关13通过施加来自驱动器的栅极电压而接通的状态被称为强制接通状态。另一方面，当没有从驱动器施加栅极电压时，第一开关11、第二开关12和第三开关13接通的状态被称为接通状态。此外，当没有从驱动器施加栅极电压时，第一开关11、第二开关12和第三开关13关断的状态被称为关断状态。
当第一开关11的源极S侧的电压高于第一开关11的漏极D侧的电压时，第一开关11处于接通状态，并且电流从电源单元4侧流向第一电源***1A侧。另一方面，当第一开关11的漏极D侧的电压高于第一开关11的源极S侧的电压时，第一开关11处于关断状态以切断从电源单元4侧流动的电流。
当第二开关12的源极S侧的电压高于第二开关12的漏极D侧的电压时，第二开关12处于接通状态，并且电流从电源单元4侧流向第二电源***1B侧。另一方面，当第二开关12的漏极D侧的电压高于第二开关12的源极S侧的电压时，第二开关12处于关断状态以切断从电源单元4侧流动的电流。
当第三开关13的源极S侧的电压高于第三开关13的漏极D侧的电压时，第三开关13处于接通状态，并且电流从第一电源***1A侧和第二电源***1B侧流向电源单元4侧。另一方面，当第三开关13的漏极D侧的电压高于第三开关13的源极S侧的电压时，第三开关13处于关断状态，以切断从第一电源***1A侧和第二电源***1B侧流动的电流。
控制设备20包括驱动器(未示出)和微处理单元(MPU)。驱动器是包括电阻器、电容器等的栅极驱动电路，并且响应于从MPU输出的控制信号，将施加到第一开关11、第二开关12和第三开关13的栅极驱动电压切换到可以设置为强制接通状态的电压或者可以设置为接通状态和关断状态的电压。
MPU根据来自车载电子控制单元(ECU，未示出)的开/关指令，向驱动器输出用于切换第一开关11、第二开关12和第三开关13的强制接通状态/接通或关断状态的控制信号。此外，MPU执行用于切换第一继电器14、第二继电器15和DC/DC转换器6的接通/关断的控制。
图2是示出图1所示的电源控制***10的处理的时序图。此外，图3至图5是示出图1所示的电源控制***10的功能的图。如图2的时序图所示，当点火(IG)关断时，DC/DC转换器6的输出关断，第一至第三开关11至13处于关断状态，第一继电器14处于接通状态，第二继电器15处于关断状态。当点火关断时，处于关断状态的第一开关11切断从第一电池2侧流动的电流，处于关断状态的第二开关12切断从第二电池3侧流动的电流，并且第二继电器15切断从第二电池3侧流动的电流。因此，当点火关断时，暗电流从第一电池2供应到第一运动***7、负载L和第二运动***8，但是暗电流不从第二电池3供应到第一运动***7、负载L和第二运动***8。
当点火接通时，DC/DC转换器6的输出增加到预定值(例如，标称电压的12V)，第一至第三开关11至13处于强制接通状态，第一继电器14处于关断状态，第二继电器15处于接通状态。当点火接通时，处于强制接通状态的第一至第三开关11至13允许电流在两个方向上流动，只要没有由于接地故障等引起的电压降。因此，当点火接通时，第一电池2和第二电池3由来自DC/DC转换器6的电力供应充电，电力从DC/DC转换器6或第一电池2供应到第一运动***7和负载L，并且电力从DC/DC转换器6或第二电池3供应到第二运动***8。通常，点火接通后的状态保持不变。
这里，由于第一电池2和第二电池3的充电特性彼此相似，因此通过从公共DC/DC转换器6供应相同电压的电力，第一电池2和第二电池3处于相似的充电状态。当第一电池2和第二电池3之间的充电状态的变化较大时，电流从一个电池流向另一个电池，这使得充电控制变得复杂。
控制设备20检测DC/DC转换器6和第三开关13之间的电压。当电压变成超过允许值的异常高电压时，控制设备20将第三开关13设置为关断状态。因此，处于关断状态的第三开关13切断从漏极D流向源极S的电流，即，从DC/DC转换器6侧流动的电流。如图3所示，标称12V的电力从第一电池2提供给第一运动***7和负载L，标称12V的电力从第二电池3提供给第二运动***8。
如图2的时序图所示，当DC/DC转换器6和第三开关13之间发生接地故障时，DC/DC转换器6和第三开关13之间的电压降低到或低于比标称12V低的预定值(例如，6V)。当DC/DC转换器6和第三开关13之间的电压降低到或低于比标称电压12V低的预定值时，控制设备20关断DC/DC转换器6的输出，并将第一开关11和第二开关12设置在关断状态。因此，从第一电池2到第一运动***7和负载L的供应电压瞬间降低，然后返回到标称的12V，并且第一运动***7和负载L的正常操作被保持。此外，从第二电池3到第二运动***8的供应电压瞬间降低，然后返回到标称的12V，并且第二运动***8的正常操作被保持。
代替根据DC/DC转换器6和第三开关13之间的电压来检测在DC/DC转换器6和第三开关13之间发生的接地故障，可以根据从第一电池2和第二电池3流到第一至第三开关11至13的电流的电流值来检测在DC/DC转换器6和第三开关13之间发生的接地故障。当在DC/DC转换器6和第三开关13之间发生接地故障时，过量的电流从第一电池2和第二电池3流到第一至第三开关11至13。因此，当检测到超过允许值的过大电流值时，第一开关11和第二开关12可以处于关断状态。
当在第一电源***1A中发生接地故障时，第一电源***1A的电压降低到或低于比标称12V低的预定值(例如，6V)。当第一电源***1A的电压降低到或低于比标称电压12V低的预定值时，控制设备20将第二开关12和第三开关13设置为关断状态。处于关断状态的第二开关12切断从漏极D流向源极S的电流，即，从第二电池3侧流动的电流。这里，由于第一继电器14处于关断状态，所以第二电源***1B与发生接地故障的第一电源***1A断开。因此，如图4所示，从DC/DC转换器6或第一电池2到第一运动***7的电力供应停止，并且从第二电池3到第二运动***8的电力供应开始，使得第二运动***8正常操作。
当在第一电源***1A中发生接地故障时，处于关断状态的第三开关13切断从漏极D流向源极S的电流，即，从DC/DC转换器6流向第一电源***1A的接地故障点的电流。因此，DC/DC转换器6受到保护。代替根据第一电源***1A的电压检测在第一电源***1A中发生的接地故障，可以根据从第二电池3流向第二开关12的电流的电流值检测在第一电源***1A中发生的接地故障。当在第一电源***1A中发生接地故障时，过量的电流从第二电池3流向第二开关12。因此，当检测到超过允许值的过大电流值时，第二开关12可以处于关断状态。
如图2的时序图所示，当第二电源***1B发生接地故障时，第二电源***1B的电压降低到或低于比标称12V低的预定值(例如，6V)。当第二电源***1B的电压降低到或低于比标称电压12V低的预定值时，控制设备20将第一开关11和第三开关13设置为关断状态。处于关断状态的第一开关11切断从漏极D流向源极S的电流，即，从第一电池2侧流动的电流。这里，由于第一继电器14关断，第一电源***1A与发生接地故障的第二电源***1B断开。因此，如图5所示，从DC/DC转换器6或第二电池3到第二运动***8的电力供应停止，并且从第一电池2到第一运动***7和负载L的电力供应开始，使得第一运动***7和负载L正常操作。
当在第二电源***1B中发生接地故障时，处于关断状态的第三开关13切断从漏极D流向源极S的电流，即，从DC/DC转换器6流向第二电源***1B的接地故障点的电流。因此，DC/DC转换器6受到保护。代替根据第二电源***1B的电压检测在第二电源***1B中发生的接地故障，可以根据从第一电池2流向第一开关11的电流的电流值检测在第二电源***1B中发生的接地故障。当在第二电源***1B中发生接地故障时，过量的电流从第一电池2流向第一开关11。因此，当检测到超过允许值的过大电流值时，第一开关11可以处于关断状态。
如图2的时序图所示，当第一开关11以及第二开关12和第三开关13之间发生接地故障时，第一开关11以及第二开关12和第三开关13之间的电压降低到或低于比标称12V低的预定值(例如，6V)。当第一开关11以及第二开关12和第三开关13之间的电压降低到或低于比标称电压12V低的预定值时，控制设备20将第一至第三开关11至13设置为关断状态，并关断来自DC/DC转换器6的输出。因此，从第一电池2到第一运动***7和负载L的供应电压瞬间降低，然后返回到标称的12V，并且第一运动***7和负载L的正常操作被保持。此外，从第二电池3到第二运动***8的供应电压瞬间降低，然后返回到标称的12V，并且第二运动***8的正常操作被保持。
代替根据第一开关11以及第二开关12和第三开关13之间的电压检测在第一开关11以及第二开关12和第三开关13之间发生的接地故障，可以根据从第一至第三开关11至13在第一开关11、第二开关12和第三开关13之间流动的电流的电流值来检测发生在第一开关11以及第二开关12和第三开关13之间的接地故障。当接地故障发生在第一开关11以及第二开关12和第三开关13之间时，过量电流从第一开关11至第三开关13在第一开关11、第二开关12和第三开关13之间流动。因此，当检测到超过允许值的过大电流值时，第一至第三开关11至13可以处于关断状态。
控制设备20根据第二电池3的充电和放电状态来接通/关断第二继电器15。例如，当第二电池3转换到过充电状态时，当第二电池3以超过允许值的大电流放电时，当第二电池3转换到其中第二电池3下降到低于充电容量的下限值的过放电状态时，并且当第二电池3的温度是超过允许值的高温时，控制设备20将第二继电器15设置为关断状态。此时，电源的冗余丢失。因此，当第二继电器15被设置在关断状态时，控制设备20通知从第二电池3供电的控制装置，并执行第二电池3异常的冗余操作。
在本实施例中，因为第一电池2是铅酸电池，所以没有提供用于保护例如第一电池2的过充电的继电器。然而，当第一电池2类似于第二电池3是除了铅酸电池之外的二次电池时，优选在第六接线H6中提供用于保护第一电池2的继电器。
如上所述，根据本实施例的电源控制***10，在从一个DC/DC转换器6向第一电源***1A和第二电源***1B供电的冗余电源***1中，即使当诸如接地故障的故障发生在第一电源***1A和第二电源***1B中的任何一个中时，另一个电源***也可以正常工作。此外，当DC/DC转换器6的输出电压异常增加时，或者当诸如接地故障的故障发生在DC/DC转换器6和第一开关11以及第二开关12之间时，第一电源***1A和第二电源***1B可以通过从第一电池2向第一运动***7和负载L供电以及从第二电池3向第二运动***8供电来正常操作。因此，通过提供一个DC/DC转换器6，可以减小冗余电源***1的尺寸和重量，并且可以确保多个电源的冗余。
当点火关断时，第二电池3的放电被常关型的第二继电器15停止，然后暗电流可以通过常开型的第一继电器14从第一电池2供应给第二运动***8。此外，当点火接通时，由于第一继电器14处于关断状态，第二继电器15处于接通状态，因此通过切换第一开关11和第二开关12的接通/关断，第一电源***1A和第二电源***1B可以彼此断开。因此，当在第一电源***1A和第二电源***1B中的任何一个中发生诸如接地故障的故障时，一个电源***可以与发生故障的另一个电源***断开，并且可以正常操作。
图6是示出包括根据本发明另一实施例的电源控制***110的车载冗余电源***101的图。相同的附图标记被给予类似于上述实施例的配置，并且结合了上述实施例的描述。
如图6所示，除了设置在第一电源***1A中的负载L1之外，冗余电源***101还包括通过第九接线H9连接到DC/DC转换器6的输出端子的负载L2。负载L2是由DC/DC转换器6直接供电的负载，并且不设置在冗余配置中。
电源控制***110包括具有两极的第一继电器114，而不是具有一极的第一继电器14。第一继电器114设置成跨越连接第一接线H1和第二接线H2的第八接线H8以及连接第八接线H8和第九接线H9的第十接线H10。当点火关断时，通过第一继电器114从第一电池2向第二运动***8和负载L2供电。
这里，通过使负载L2成为与第二电源***1B分离的***，可以减小流过第二开关12的电流值，并且可以减小第二开关12的尺寸。
图7是示出包括根据本发明另一实施例的电源控制***210的车载冗余电源***201的图。相同的附图标记被给予类似于上述实施例的配置，并且结合了上述实施例的描述。
如图7所示，冗余电源***201包括第一电源***201A、第二电源***201B、电源单元4和电源控制***210。第一电源***201A包括第一电池2、第一运动***7和负载l。第二电源***201B包括第二电池3和第二运动***8。
电源控制***210包括第一开关211、第二开关212、第一继电器14、第二继电器15、保护器16、外壳217和控制设备220。第一开关211连接到第一接线H1的起始端。第二开关212连接到第二接线H2的起始端。
第一开关211和第二开关212是N沟道MOSFET。第一接线H1的起始端连接到第一开关211的源极S，第二接线H2的起始端连接到第二开关212的源极S。第一开关211的漏极D和第二开关212的漏极D通过第三接线H3彼此连接。
第三接线H3的连接点P1和DC/DC转换器6的输出端子通过第五接线H5连接。也就是说，第一电池2、第一运动***7和负载L经由第一开关211连接到DC/DC转换器6的输出端子。此外，第二电池3和第二运动***8经由第二开关212连接到DC/DC转换器6的输出端子。
作为N沟道MOSFET的第一开关211和第二开关212在关断状态下切断从漏极D流向源极S的电流。处于关断状态的第一开关211和第二开关212切断从DC/DC转换器6侧流动的电流。
这里，当从驱动器(未示出)施加栅极电压时，第一开关211和第二开关212处于接通状态，并且电流从漏极D流向源极S。此外，即使在没有从驱动器施加栅极电压的状态下，当源极S侧的电压高于漏极D侧的电压时，第一开关211和第二开关212也处于接通状态，其中电流从源极S流向漏极D。另一方面，当没有从驱动器施加栅极电压并且漏极D侧的电压高于源极S侧的电压时，第一开关211和第二开关212处于关断状态，其中从源极S流向漏极D的电流被切断。在以下描述中，第一开关211和第二开关212通过施加来自驱动器的栅极电压而接通的状态被称为强制接通状态。另一方面，当没有从驱动器施加栅极电压时，第一开关211和第二开关212接通的状态被称为接通状态。此外，当没有从驱动器施加栅极电压时，第一开关211和第二开关212关断的状态被称为关断状态。
当第一开关211的源极S侧的电压高于第一开关211的漏极D侧的电压时，第一开关211处于接通状态，并且电流从第一电池2侧流向DC/DC转换器6侧。另一方面，当第一开关211的漏极D侧的电压高于第一开关211的源极S侧的电压时，第一开关211处于关断状态以切断从第一电池2侧流动的电流。
当第二开关212的源极S侧的电压高于第二开关212的漏极D侧的电压时，第二开关212处于接通状态，并且电流从第二电池3侧流向DC/DC转换器6侧。另一方面，当第二开关212的漏极D侧的电压高于第二开关212的源极S侧的电压时，第二开关212处于关断状态以切断从第二电池3侧流动的电流。
这里，电源控制***210包括容纳第一开关211、第二开关212、DC/DC转换器6、第三接线H3和第五接线H5的外壳217。外壳217与车身接地绝缘。因此，加强了第一开关211、第二开关212、DC/DC转换器6、第三接线H3和第五接线H5对车身接地的绝缘，并且防止了在第一开关211以及第二开关212和DC/DC转换器6之间发生接地故障。
DC/DC转换器6包括其中的开关(未示出)。当控制设备220将DC/DC转换器6的开关设置为关断状态时，DC/DC转换器6的输出被关断，并且从第一开关211侧和第二开关212侧流向DC/DC转换器6侧的电流被切断。优选地，DC/DC转换器6具有保护DC/DC转换器6免受其中发生的短路故障的功能。
控制设备220包括驱动器(未示出)和MPU(未示出)。驱动器是包括电阻器、电容器等的栅极驱动电路，并且响应于从MPU输出的控制信号，将施加到第一开关211和第二开关212的栅极驱动电压切换到可以设置为强制接通状态的电压或者可以设置为接通状态和关断状态的电压。
MPU根据来自车载ECU(未示出)的开/关指令向驱动器输出用于切换第一开关211和第二开关212的强制接通状态/接通或关断状态的控制信号。此外，MPU执行用于切换第一继电器14、第二继电器15和DC/DC转换器6的开关的接通/关断的控制。
图8是示出图7所示的电源控制***210的处理的时序图。此外，图9至图11是示出图7所示的电源控制***210的功能的图。如图8的时序图所示，当点火(IG)关断时，DC/DC转换器6的输出关断，第一开关211和第二开关212处于关断状态，第一继电器14处于接通状态，第二继电器15处于关断状态。当点火关断时，处于关断状态的第一开关211和第二开关212切断从DC/DC转换器6侧流动的电流，并且第二继电器15切断从第二电池3侧流动的电流。因此，当点火关断时，暗电流从第一电池2供应到第一运动***7、负载L和第二运动***8，但是暗电流不从第二电池3供应到第一运动***7、负载L和第二运动***8。
当点火接通时，DC/DC转换器6的输出增加到预定值(例如，标称电压的12V)，第一开关211和第二开关212处于强制接通状态，第一继电器14处于关断状态，第二继电器15处于接通状态。当点火接通时，处于强制接通状态的第一开关211和第二开关212允许电流在两个方向上流动，只要没有由于接地故障等引起的电压降。因此，当点火接通时，第一电池2和第二电池3由来自DC/DC转换器6的电源充电，电力从DC/DC转换器6或第一电池2供应到第一运动***7和负载L，并且电力从DC/DC转换器6或第二电池3供应到第二运动***8。通常，点火接通后的状态保持不变。
控制设备220检测第一开关211以及第二开关212和DC/DC转换器6之间的电压。当电压变成超过允许值的异常高电压时，控制设备220将第一开关211和第二开关212设置为关断状态。因此，处于关断状态的第一开关211和第二开关212切断从漏极D流向源极S的电流，即，从DC/DC转换器6侧流动的电流。因此，如图9所示，标称12V的电力从第一电池2提供给第一运动***7和负载L，标称12V的电力从第二电池3提供给第二运动***8。
如图8的时序图所示，当第一电源***201A中发生接地故障时，第一电源***201A的电压降低到或低于比标称12V低的预定值(例如，6V)。当第一电源***201A的电压降低到或低于比标称电压12V低的预定值时，控制设备220将第一开关211设置为关断状态。处于关断状态的第一开关211切断从漏极D流向源极S的电流，即，从DC/DC转换器6侧流动的电流。这里，由于第一继电器14处于关断状态，所以第二电源***201B与发生接地故障的第一电源***201A断开。因此，如图10所示，停止从DC/DC转换器6或第一电池2到第一运动***7的电力供应，并且开始从DC/DC转换器6或第二电池3到第二运动***8的电力供应，使得第二运动***8正常操作。
代替根据第一电源***201A的电压检测发生在第一电源***201A中的接地故障，可以根据从第二电池3流向第一开关211和第二开关212的电流的电流值来检测发生在第一电源***201A中的接地故障。当第一电源***201A中发生接地故障时，过量电流从第二电池3流向第一开关211和第二开关212。因此，当检测到超过允许值的过大电流值时，第一开关211可以处于关断状态。
如图8的时序图所示，当第二电源***201B中发生接地故障时，第二电源***201B的电压降低到或低于比标称12V低的预定值(例如，6V)。当第二电源***201B的电压降低到或低于比标称电压12V低的预定值时，控制设备220将第二开关212设置为关断状态。处于关断状态的第二开关212切断从漏极D流向源极S的电流，即，从DC/DC转换器6侧流动的电流。这里，由于第一继电器14处于关断状态，所以第一电源***201A与发生接地故障的第二电源***201B断开。因此，如图11所示，停止从DC/DC转换器6或第二电池3到第二运动***8的电力供应，并且开始从DC/DC转换器6或第一电池2到第一运动***7和负载L的电力供应，使得第一运动***7和负载L正常操作。
代替根据第二电源***1B的电压检测在第二电源***1B中发生的接地故障，可以根据从第一电池2流向第一开关211和第二开关212的电流的电流值检测在第二电源***1B中发生的接地故障。当第二电源***201B中发生接地故障时，过量电流从第一电池2流向第一开关211和第二开关212。因此，当检测到超过允许值的过大电流值时，第二开关212可以处于关断状态。
如上所述，根据本实施例的电源控制***210，在从一个DC/DC转换器6向第一电源***201A和第二电源***201B供电的冗余电源***201中，即使当在第一电源***1A和第二电源***1B中的任何一个中发生诸如接地故障的故障时，另一个电源***也可以正常工作。此外，当DC/DC转换器6的输出电压异常增加时，电力从第一电池2供应到第一运动***7和负载L，并且电力从第二电池3供应到第二运动***8，使得第一电源***1A和第二电源***1B可以正常操作。因此，通过提供一个DC/DC转换器6并省略上述实施例的第三开关13，可以减小冗余电源***201的尺寸和重量，并且可以确保多个电源的冗余。
由于加强了第一开关211以及第二开关212和DC/DC转换器6之间对车身接地的绝缘，所以可以防止在第一开关211以及第二开关212和DC/DC转换器6之间发生诸如接地故障的故障，可以省略上述实施例的第三开关13，然后可以确保多个电源的冗余。
尽管上面已经基于实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述实施例，并且只要不偏离本发明的主旨，可以修改上述实施例，或者可以适当地组合已知或众所周知的技术。
例如，在上述实施例中，作为MOSFET的第一至第三开关11、12、13、211和212是N沟道MOSFET，但是第一至第三开关11、12、13、211和212可以是P沟道MOSFET。在这种情况下，源极S和漏极D之间的位置关系可以与上述实施例的位置关系相反。
此外，在上述实施例中，高压电力输出单元5和DC/DC转换器6被提供作为电力供应单元4，但是例如，交流发电机可以被提供作为电力输出单元5，并且可以不提供降低高压电力的电压转换单元，例如DC/DC转换器。
这里，上述根据本公开的电源控制***的实施例的特征将在下面的[1]至[7]中简要总结和列出。
[1]一种电源控制***，被配置为控制冗余电源***，该冗余电源***包括并联连接到电源单元(4)的第一电源***(1A，201A)和第二电源***(1B，201B)，第一电源***(1A，201A)包括第一电源(2)和从第一电源(2)向其供电的第一***(7)，第二电源***(1B，201B)包括第二电源(3)和从第二电源(3)向其供电的第二***(8)，该电源控制***包括：
第一开关(11，211)，其是设置在电源单元(4)和第一电源(2)之间的MOSFET；
第二开关(12，212)，其是设置在电源单元(4)和第二电源(3)之间的MOSFET；
接线(H8)，被配置为供应从第一电源(2)流动到第二***(8)的暗电流；
常开型的第一继电器(14，114)，其设置在接线(H8)上；和
常关型的第二继电器(15)，其设置在第二电源(3)和第二开关(12，212)之间。
[2]根据上述[1]的电源控制***，进一步包括：
作为MOSFET的第三开关(13，213)，第三开关(13，213)设置在第一开关(11，211)和电源单元(4)之间以及第二开关(12，212)和电源单元(4)之间，第三开关(13，213)配置为在第三开关(13，213)的关断状态下，切断从电源单元(4)的一侧流向第一电源***(1A，201A)的一侧和第二电源***(1B，201B)的一侧的电流；
其中在第一开关(11，211)的关断状态下，第一开关(11，211)切断从第一电源***(1A，201A)的一侧流向电源单元(4)的一侧的电流；和
其中在第二开关(12，212)的关断状态下，第二开关(12，212)切断从第二电源***(1B，201B)的一侧流向电源单元(4)的一侧的电流。
[3]根据上述[2]的电源控制***，
其中第一开关(11，211)、第二开关(12，212)和第三开关(13，213)是N沟道MOSFET；和
其中第一开关(11，211)的源极、第二开关(12，212)的源极和第三开关(13，213)的源极彼此连接，第一开关(11，211)的漏极连接到第一电源(2)和第一***(7)，第二开关(12，212)的漏极连接到第二电源(3)和第二***(8)，并且第三开关(13，211)的漏极连接到电源单元(4)。
[4]根据上述[2]或[3]的电源控制***，进一步包括：
控制单元(220)，配置为控制第一开关(211)和第二开关(212)，
其中当第一电源***(201A)的电压低于预定值或者从第二电源(3)流向第二开关(212)和第一开关(211)的电流的电流值大于预定值时，控制单元(220)将第二开关(212)设置为关断状态；和
其中当第二电源***(201B)的电压低于预定值或者从第一电源(2)流向第一开关(211)和第二开关(212)的电流的电流值大于预定值时，控制单元(220)将第一开关(211)设置为关断状态。
[5]根据上述[4]所述的电源控制***，
其中当电源单元(4)的输出电压高于预定值时，控制单元(220)将第三开关(213)设置为关断状态。
[6]根据上述[1]所述的电源控制***，
其中电源单元(4)包括电力输出单元(5)和电压转换单元(6)，电压转换单元(6)包括使从电力输出单元(5)输出的电力进行降压以将降压后的电力输出到第一开关(211)和第二开关(212)并且切断从第一开关(211)的一侧和第二开关(212)的一侧流动的电流的单元；
其中，在第一开关(211)的关断状态下，第一开关(211)切断从电源单元(4)的一侧流向第一电源***(201A)的一侧的电流；和
其中，在第二开关(212)的关断状态下，第二开关(212)切断从电源单元(4)的一侧流向第二电源***(201B)的一侧的电流，
该电源控制***还包括：
外壳，配置为容纳电压转换单元(6)、第一开关(211)、第二开关(212)以及连接电压转换单元(6)、第一开关(211)和第二开关(212)的接线(H8)。
[7]根据上述[6]的电源控制***，进一步包括：
控制单元(220)，配置为控制第一开关(211)和第二开关(212)，
其中当第一电源***(201A)的电压低于预定值或者从第二电源(3)流到第二开关(212)和第一开关(211)的电流的电流值大于预定值时，控制单元(220)将第一开关(211)设置为关断状态；和
其中当第二电源***(201B)的电压低于预定值或者从第一电源(2)流向第一开关(211)和第二开关(212)的电流的电流值大于预定值时，控制单元(220)将第二开关(212)设置为关断状态。

Claims (7)

1.一种电源控制***，其配置为控制冗余电源***，所述冗余电源***包括并联连接到电源单元的第一电源***和第二电源***，所述第一电源***包括第一电源和从所述第一电源向其供电的第一***，所述第二电源***包括第二电源和从所述第二电源向其供电的第二***，所述电源控制***包括：
第一开关，其是设置在所述电源单元和所述第一电源之间的MOSFET；
第二开关，其是设置在所述电源单元和所述第二电源之间的MOSFET；
接线，其配置为供应从所述第一电源到所述第二***流动的暗电流；
常开型的第一继电器，其设置在所述接线上；和
常关型的第二继电器，其设置在所述第二电源和所述第二开关之间。
2.根据权利要求1所述的电源控制***，还包括：
第三开关，其是MOSFET，所述第三开关设置在所述第一开关和所述电源单元之间以及所述第二开关和所述电源单元之间，所述第三开关被配置为在所述第三开关的关断状态下切断从所述电源单元的一侧流向所述第一电源***的一侧和所述第二电源***的一侧的电流；
其中，在所述第一开关的关断状态下，所述第一开关切断从所述第一电源***的一侧流向所述电源单元的一侧的电流；并且
其中，在所述第二开关的关断状态下，所述第二开关切断从所述第二电源***的一侧流向所述电源单元的一侧的电流。
3.根据权利要求2所述的电源控制***，
其中，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关是N沟道MOSFET；并且
其中，所述第一开关的源极、所述第二开关的源极和所述第三开关的源极彼此连接，所述第一开关的漏极连接到所述第一电源和所述第一***，所述第二开关的漏极连接到所述第二电源和所述第二***，所述第三开关的漏极连接到所述电源单元。
4.根据权利要求2或3所述的电源控制***，还包括：
控制单元，其配置为控制所述第一开关和所述第二开关，
其中，当所述第一电源***的电压低于预定值或者从所述第二电源流到所述第二开关和所述第一开关的电流的电流值大于预定值时，所述控制单元将所述第二开关设置为关断状态；并且
其中，当所述第二电源***的电压低于预定值或者从所述第一电源流到所述第一开关和所述第二开关的电流的电流值大于预定值时，所述控制单元将所述第一开关设置为关断状态。
5.根据权利要求4所述的电源控制***，
其中，当所述电源单元的输出电压高于预定值时，所述控制单元将所述第三开关设置为关断状态。
6.根据权利要求1所述的电源控制***，
其中，所述电源单元包括电力输出单元和电压转换单元，所述电压转换单元包括使从所述电力输出单元输出的电力降压以向所述第一开关和所述第二开关输出降压后的电力、并且切断从所述第一开关的一侧和所述第二开关的一侧流动的电流的单元；
其中，在所述第一开关的关断状态下，所述第一开关切断从所述电源单元的一侧流向所述第一电源***的一侧的电流；和
其中，在所述第二开关的关断状态下，所述第二开关切断从所述电源单元的一侧流向所述第二电源***的一侧的电流，
所述电源控制***还包括：
外壳，其配置为容纳所述电压转换单元、所述第一开关、所述第二开关以及连接所述电压转换单元、所述第一开关和所述第二开关的接线。
7.根据权利要求6所述的电源控制***，还包括：
控制单元，其配置为控制所述第一开关和所述第二开关，
其中，当所述第一电源***的电压低于预定值或者从所述第二电源流到所述第二开关和所述第一开关的电流的电流值大于预定值时，所述控制单元将所述第一开关设置为关断状态；并且
其中，当所述第二电源***的电压低于预定值或者从所述第一电源流到所述第一开关和所述第二开关的电流的电流值大于预定值时，所述控制单元将所述第二开关设置为关断状态。
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